大跨度钢桁架梁连续吊装施工技术应用

□文/马雷 宋长军 陈业林 张悦 成龙

大跨度钢桁架梁连续吊装施工技术应用

□文/马雷 宋长军 陈业林 张悦 成龙

当前，在我国工业与民用建筑中，钢结构厂房应用广泛、技术成熟、能满足大空间使用功能。由于现代工业加工制作对层高、空间及抗震等提出了更高的要求，使得工业厂房向空间更高、跨度更大的结构发展，为满足工业制造对大空间、大跨度的要求，大跨度钢桁架梁在结构中使用越发常见。文章以实际工程为例，从吊装方案的选择、吊点的布置、吊装的合理部署等方面介绍了大跨度钢桁架梁吊装。

钢结构；大跨度；钢桁架；吊装

1　工程概况

维港包装（天津）有限公司新建项目塑胶车间工程主体为框架结构，局部钢结构。其中屋盖采用钢结构，平面尺寸为54 m×90 m，投影面积为4 970 m2，总质量约200 t。钢结构主体由10榀45 m长的钢桁架梁组成，以结构变形缝为屋脊，南北两侧为檐沟呈单脊双坡对称形状，每侧各5榀桁架，桁架上下为H型钢梁，腹部为等边双角钢连接杆，桁架两端为H型短柱，支座为四周边跨结构的框架柱或牛腿，桁架支座高度为16 m和18.9 m。每榀桁架之间由水平钢系杆连接。

2　屋盖下方层结构概况

塑胶车间设计为二层。二层顶为钢屋盖；一层顶板为现浇钢筋混凝土楼板，标高为9.0 m。其中9.0 m层结构为框架柱截面900 mm×900 mm，柱距9.0 m；框架梁截面400 mm×1 200 mm和300 mm×800 mm，跨度9.0 m；楼板厚度150 mm；梁板柱混凝土强度均为C35。设计楼板承载力为30 kN/m2，见图1。

图1　塑胶车间结构

3　施工工艺比选

根据设计图和现场实际，制定两套吊装工艺方案。

1）方案一：采用200 t起重机将两台16 t起重机吊至9.0 m层楼板，用双机抬吊的办法将在9.0 m层整体拼装完成的钢桁架梁依次吊装至安装高度进行安装。

优点为钢构件直接在二层楼板上拼装对地面工作面要求小且起吊高度低，每台起重机起吊重量小；缺点为起重机上结构板后可能对结构造成影响，甚至造成楼板开裂破坏。

2）方案二：45 m跨钢桁架梁全部地面拼装完并检测合格，用QAY260A起重机吊装至安装高度进行安装，桁架吊装之前用QAY260A起重机（大）将QY8B.5起重机（小）吊至9.0 m层楼板用于水平钢系杆吊装。

优点为不影响二层框架结构，安全系数高；缺点为对地面拼装及吊装场地要求高，起吊高度高且吊装时需跨跃16 m标高边跨结构。

经过对比分析，为避免16 t起重机上结构楼板吊装对框架结构造成破坏，采用安全性高的方案二来进行45 m跨钢桁架梁连续吊装。

4　工艺流程

钢构件加工制作→钢构件进场→钢构件地面拼装→连接点检测→吊车进场→大吊车将小吊车吊至二层楼面→吊装前准备→试吊→第一榀钢桁架梁吊装→45 m钢桁架梁连续吊装→次构件跟进安装→小吊车吊至地面→预留口处次构件吊装→屋面桁架结构整体就位→金属屋面系统施工。

5　施工要点

5.1轴线及牛腿标高控制

吊装前先将建筑物的轴线用全站仪进行复测并将纵横向轴线位置标记在框架柱或牛腿上。然后将柱顶面、牛腿顶面的设计标高（18.9、16.0 m）用水准仪复测，查看支座位置预埋件的位移偏差，对偏差＞30 mm的预埋件采用相应措施进行调整。同时复核预埋螺栓的位置是否与地面拼装好的桁架梁尺寸相对应，复核无误后方可进行吊装。

5.2工况分析和吊点布置

1）工况分析。根据钢桁架梁长度及重心位置确定出吊点中心，45 m桁架梁的重心在其中点位置，根据建筑物平面布置及周边吊装场地情况分析确定起重机站位，确定后计算出起重机最大工作半径，确保5榀桁架梁从地面到安装部位的吊点中心在起重机工作幅度范围内，若超出则需在吊装时再调整一次起重机站位。

根据确定好的起重机回转半径确定出起重机的工作幅度，在起重性能表中给出的臂长、最大允许荷载，将每榀桁架梁的重量和所使用吊具的重量相加后分析对比，确定满足吊装荷载要求的起重机臂长。再根据臂长和工作幅度分析复核吊车大臂在吊装过程中仰角范围，吊车大臂转动时是否会与边跨结构相冲突，复核无误后才确定可以吊装。

2）吊点布置。钢桁架梁起吊前计算出其重心部位，吊装用钢绳长度、夹角及直径，合理选择吊点。45 m钢桁架梁共设置5个吊点，均匀分担桁架自重，见图2。吊装位置直接用钢丝绳捆绑在上弦钢梁上，吊点处的钢丝绳与钢梁接触部位加装圆管制作的护角对钢梁和钢丝绳进行保护。

图2　吊点分布

5.3吊装前准备工作

1）钢桁架吊装前，对钢桁架的定位轴线，基础轴线和标高等进行检查核实并对钢桁架的编号、外形尺寸、进行全面复核。确认符合设计图纸要求后，画出钢柱上下两端的安装中心线、柱下端标高线和柱顶三维标高控制点。

2）10榀钢桁架全部拼装好并完成焊缝检测工作，检测结果确保合格。拼装好的钢桁架放置在吊车工作幅度范围内，用枕木垫起，吊装前焊好安全环并清理桁架上的污染物。

3）根据钢桁架的重量及吊点情况，准备充足的钢丝绳以及卡环。在桁架身上焊接好拉设安全绳的安全环，以确保执行下道工序的操作人员的安全。

4）吊机起重臂下严禁站人。高空作业人员必须配好安全帽、系好安全带、穿防滑绝缘鞋。危险作业区应有明显的标志、拉设警戒带、防护措施及专人看护。

5）将起重机配备的路基箱分别垫至吊车的4个支腿下且保证地面平整。支腿全部放在混凝土硬化路面上，若无法满足，在吊装前将支腿架设部位进行混凝土硬化。

6）起重吊装作业前，检查所使用的机械、滑轮、吊具和地锚等，必须符合安全要求。绑扎所用的吊索、卡环、绳扣等的规格根据计算确定。起吊前对起重机钢丝绳及连接部位和吊具进行检查。

7）QAY260A吊车就位后，先要将吊车的主臂全部伸出来，在空载的情况下进行预吊装预演，确定无误后准备吊装。

5.4试吊

1）根据吊装工作任务分工表组织所有人员就位，就位后对吊机各部件进行详细检查，包括车况，路基箱、构件、连接部件、钢丝绳状况、安全防护状况等认真检查，确保安全。

2）作业前将支腿全部伸出并支垫牢固。调整支腿在无荷载时进行并将起重臂全部缩回转至正前或正后，方可调整。作业过程中发现支腿沉陷或其他不正常情况时，立即放下吊物，进行调整后，方可继续作业。

3）开始起吊时，先将构件吊离地面200～300 mm后暂停，检查起重机的稳定性、制动装置的可靠性、构件的平衡性和绑扎的牢固性等，确认无误后，方可继续起吊。已吊起的构件不得长久停滞在空中。严禁超载和吊装重量不明的重型构件和设备。

4）落钩前应明确位置，摆正构件，避免无目的随意摆放。构件下要垫放枕木以利于取出钢丝绳。落钩要使用慢速，经充分落钩钢丝绳不受力才能靠近取钢丝绳。钢丝绳退出时不允许使用吊钩直接拉动，避免钢丝绳弹出伤人。

5.5桁架连续吊装控制

1）连续吊装顺序。钢桁架梁连续吊装按吊装顺序进行并及时形成稳定的框架体系。对10榀桁架依照吊装顺序依次编号1#～10#，吊装时按照吊装顺序先吊1#桁架，将1#桁架直接吊至20 m高的位置，然后旋转90°安装就位，使用预先吊至9 m层上的QY8B.5吊车吊装边跨与桁架间的水平钢系杆，安装连接固定（支座位置点焊处理，柱脚螺栓连接位置初拧完成），保证1#桁架梁已达到临时固定效果，松开QAY260A起重机吊钩，开始吊装下一榀2#桁架；将2#桁架直接吊至20 m高的位置，然后旋转90°安装就位，用水平系杆连接1#钢桁架和2#钢桁架形成临时固定，之后松钩，开始下一榀3#钢桁架梁吊装，依次吊装完成4#、5#钢桁架并完成5#钢桁架与边跨结构间的水平系杆。

再将吊车移动至建筑物另一侧开始6#～10#钢桁架梁吊装，吊装顺序和方法同上，见图3。

图3　吊装顺序

2）吊装控制要点。钢桁架地面翻身是大跨度钢桁架梁吊装的控制重点，由于钢桁架长度长，水平起吊及旋转翻身时容易造成钢桁架梁下挠变形，吊装时若控制不当，可能造成下挠变形后无法恢复的情况。本工程钢桁架翻身时增设1台QY25起重机与QY260A起重机配合共设置8个吊点进行水平起吊和旋转翻身，起吊时保证吊装的同步性、一致性，防止钢桁架梁变形。

钢桁架吊装过程中需系好缆风绳控制45 m钢桁架在空中的转动，钢梁吊装时应在构件两端系两道缆风绳，安排专人负责地面控制，以便于控制吊装过程中构件的平衡，使构件空中稳定转动，安全就位。

起吊时确保桁架两侧质量分布均匀，协调配合，保证吊载分配可控。桁架吊装时应保证水平，均匀离开地面。起吊吊钩应在重心的正上方，起吊后构件不作前后、左右摆动。检查钢绳受力状况，几根钢丝绳应均匀受力。吊钩要求具有放跳绳装置，无排绳打搅现象。构件吊点应牢固，无滑落现象。起吊由地面人员指挥，起重机操作人员应听从地面的专职人员指令。起吊速度应缓慢，作业人员不得站在构件上。

起吊前钢桁架应横放在垫木上，起吊后不得使构件在地面上有拖拉现象，回转时须有一定的高度。起吊、旋转、移动交替缓慢进行，就位时缓慢下落。

工作时起重臂的仰角不得超过其额定值。起重机变幅应缓慢平稳，严禁快起快落。起重臂未停稳前，严禁变换档位，严禁同时进行两种动作。

5.6钢桁架校位固定

每架钢桁架安装后应及时进行初步校正，以利于水平系杆及钢檩条连接安装和后续校正。校正时应对轴线、垂直度、标高等进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求。

钢结构安装、校正时，还应考虑外界环境（风力、温度、日照等）和焊接变形等因素的影响，由此引起的变形超过允许偏差时，应对其采取调整措施。

钢桁架在混凝土柱、牛腿上就位后使短柱中线与标记的轴线对齐，柱脚定位在钢桁架安装校正时一步到位，少量的偏差可用千斤顶和撬棍校正，梁底就位后轴线偏差≯2 mm。

钢桁架梁底就位和混凝土柱梁底标高校正先进行预调，完成后，用经纬仪检查垂直度，在梁身相互垂直的两个方向用经纬仪照准钢桁架顶处侧面中心点，然后比较该中心点的投影点与梁底处该点所对应梁侧面中心点的差值，即为钢桁架此方向垂直度的偏差值。其值应≯H/1 000且绝对偏差≤10 mm。当视线不通时，可将仪器架设在偏离其所在的轴线位置，但偏离的角度应≯15°。钢桁架垂直度校正时采用在相互垂直的四个方向拉设钢丝绳及导链，通过调节导链的伸缩进行钢桁架垂直度偏差的校正。钢桁架校正完成后固定导链及拧紧梁底螺栓螺母等焊接工作。

6　实施效果与结语

现阶段所有钢结构工程已全部完成，即将进入交付使用阶段。大跨度钢桁架梁安装精度高，满足结构安全性，为塑胶车间的投入提供了前提保障。

□宋长军、陈业林、张悦、成龙/中建三局第三建设工程有限责任公司。

TU758.15

C

1008-3197（2016）04-17-03

2016-03-17

马雷/男，1989年出生，工程师，中建三局第三建设工程有限责任公司，从事工程技术管理工作。

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.04.006